[发明专利]一种多光谱光学遥感图像的快速分割方法

权利要求书

1.一种多光谱光学遥感图像的快速分割方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一、利用算法处理软件系统，读入多光谱光学遥感图像，得到空间维和光谱维的图像三维数据；将空间维数据按列展开，并将三维遥感数据转换成二维遥感数据；

步骤二、建立像元纯度指数向量，向量为一维向量，长度为图像像元数，向量初始值为0；

步骤三、将步骤一转换得到的二维遥感数据，减去各个波段的均值，得到归一化图像数据；随机产生与光谱维数一致的标准正态分布的随机探测向量；

步骤四、利用随机探测向量探测并计算对应的像元纯度指数向量，将像元纯度指数向量按从大到小的顺序排列，获取高纯度的像元分割种子点；

其中，随机探测向量探测并计算像元纯度的方法为：将二维归一化图像数据矩阵的像元向量向随机探测向量进行投影，得到投影距离，进而得到所有像元一维投影探测结果向量；采用公式Ⅰ对投影距离进行计算，公式Ⅰ如下所示：

Di＝Vi.*Vd＝vi1×vd1+vi2×vd2+vi3×vd3+…+vin×vdn公式Ⅰ

其中，Di为投影距离，Vi为第i个像元向量，Vd为随机探测向量，vi1、vi2、…、vin为Vi的各个分量，vd1、vd2、…、vdn为Vd的各个分量，i为第i个像元，n为波段数；

统计获得的探测结果向量的最大值和最小值，将像元纯度指数向量中对应位置的数值叠加1，即得到对应的像元纯度指数向量；

步骤五、在图像光谱高维空间内，以等角度θ间隔，生成等角度间隔探测向量，组成初始等角度间隔探测向量矩阵；

其中，等角度间隔探测向量的计算方法为：采用公式Ⅱ计算所有等角度间隔探测向量的第1分量采用公式Ⅲ计算所有等角度间隔探测向量的第j个分量

公式Ⅱ如下所示：

其中，θ表示间隔角度；表示以θ角度为间隔，0：θ：2π表示对0～2π进行等间隔均分，得到等角度间隔探测向量；

公式Ⅲ如下所示：

其中，θ表示间隔角度；表示以θ角度为间隔，0：θ：2π表示对0～2π进行等间隔均分，得到等角度间隔探测向量；p表示所有比j小的自然数；

步骤六、同理，利用像元向量向等角度间隔探测向量探测并计算对应的像元纯度指数向量，将像元纯度指数向量按从大到小的顺序排列，获取高纯度的像元分割种子点；

步骤七、将步骤四和步骤六分别产生的像元分割种子点合并，并按从大到小的顺序排序，得到最终高纯度的像元分割种子点；

步骤八、按顺序，遴选出像元纯度最高的前50个纯净像元作为分隔初始种子点；

步骤九、采用公式Ⅳ计算二维遥感数据各图像像元到最终种子点距离，根据最小距离的种子点类型，判定像元点类别；

公式Ⅳ如下所示：

其中，Di_s表示图像像元与种子点像元之间的距离，Vi表示第i个图像像元向量，Vip表示Vi向量的第p个光谱分量值，Vs表示图像种子像元向量，Vsp表示Vs向量的第p个光谱分量值；

步骤十、将各像元点一维类别向量转换成二维向量；

步骤十一、在图像空间维内进行图斑噪声滤波，将小于给定面积阈值的图斑融合到相邻的大的图斑中，得到多光谱遥感图像最终分割结果。

2.根据权利要求1所述的多光谱光学遥感图像的快速分割方法，其特征在于：步骤五中，角度分割范围为0～2π，等角度θ的角度为π/36、π/20、π/12、π/10、π/6、π/4中的任一个。